小黑河下开采地表移动变形观测及结果
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矿井地表岩移观测结果报告为了防止水灾事故和其他地质灾害事故的发生,我矿在接到新疆公司关于地表岩移观测通知后,于2011年9月15日开展了地表岩移观测自查活动,观测排查结果如下:1、矿区位于天山的南麓,塔里木地块北缘,库车山前坳陷带,其水文地质单元位于天山南麓的褶皱水系之中,属大陆型半干旱山区气候类型。
矿区水文地质条件,主要受控于区域构造,河流的垂直或间接入渗侧向补给,岩性组合特征、气候等诸多因素的影响。
矿区内的含水层主要包括第四系坡积物、冲洪积孔隙含水层,分布于音西铁热克厄肯沟内,其富水性受控于音西铁热克厄肯河上游水流的直接和侧向补给同时也接受大气降水入渗补给;阿合组基岩孔隙—裂隙透水层,为透水不含水层,该含水层其泉水单位流量一般在0.018~2.971L/s,流量呈季节变化,主要受控于气象因素,与侵蚀基准面以下地层阿合组具直接水力联系;阿合组基岩裂隙—孔隙含水层,该地层浅部风化裂隙发育,和沟内第四系水力联系密切,其补给方式以垂直入渗为主,此段为富水性较强的含水层;塔里奇克组孔隙—裂隙弱含水层,分布区内北部及煤层露头附近,为主要含煤地层,主要接受大气降水及区内沟中河水垂直入渗为主,为富水性中等的含水层;上三叠系黄山街组孔隙—裂隙含水层,分布于区内北部山前地段,裂隙不发育,为弱含水层。
我矿受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层,补给条件差,补给水源少。
无老空积水,采掘工程不受水害影响,矿井无突水。
水文地质类型属简单型。
开采范围内所有硐室均在当地侵蚀基准面以上矿井涌水量较小,正常涌水量为5m3/h,矿井涌水主要用于井下生产和防尘,当矿井涌水量较大时,矿井水由主平硐水沟自行流出,对矿井不会产生威胁。
2、地表除音西铁热克厄肯河以外地表无积水区,在对现有回采工作面13100工作、13105回采工作面和采空区13101工作面顶部山体岩移观测的过程中未发现大的裂隙,亦无积水区存在,对矿井防治水没有威胁。
3、音西煤矿制定《音西煤矿地表岩移观测制度》,每月1日、15日由生产科地测防治水负责人进行地表岩移观测。
浅埋深高强度开采地表动态移动变形特征陈俊杰;南华;闫伟涛;郭文兵;邹友峰【期刊名称】《煤炭科学技术》【年(卷),期】2016(044)003【摘要】为了掌握浅埋深高强度开采条件下地表动态移动变形规律,以神东矿区哈拉沟煤矿22407工作面地表移动观测站实测数据为基础,阐述了地表动态移动变形的特性,得到了相关动态移动变形参数,并分析了该地质条件下动态移动变形呈现特殊规律的原因.研究结果表明:在浅埋深高强度开采条件下,地表下沉过程异常剧烈,移动变形更加集中,下沉盆地快速形成.在地表持续移动变形过程中,活跃阶段地表下沉量达到总下沉量的81.4%,最大下沉速度系数为1.73,最大下沉速度达700.5mm/d,超前影响距为82 m,超前影响角为57.8°,最大下沉速度滞后距为57 m,最大下沉速度滞后角为66.3°.【总页数】5页(P158-162)【作者】陈俊杰;南华;闫伟涛;郭文兵;邹友峰【作者单位】河南理工大学,河南焦作454003;河南理工大学,河南焦作454003;河南理工大学,河南焦作454003;河南理工大学,河南焦作454003;河南理工大学,河南焦作454003【正文语种】中文【中图分类】TD325.2【相关文献】1.昌汉沟煤矿浅埋深煤层开采地表移动变形规律研究 [J], 张聚国;栗献中2.厚松散层煤层开采地表动态移动变形特征研究 [J], 李德海;许国胜;余华中3.浅埋深厚煤层综放开采地表移动变形规律研究 [J], 贾银4.高强度开采地表移动变形规律及减损关键参数模拟 [J], 蔡音飞;李晓静;邓伟男;肖武;张文凯5.高强度开采地表移动变形规律及减损关键参数模拟 [J], 蔡音飞;李晓静;邓伟男;肖武;张文凯因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
煤矿地表移动和岩移观测文/高清龙(黑龙江黑河市一五一煤矿)【摘要】通过建立一五一煤矿地面岩移观测站,定期对整个观测站进行全面水准测量,严密监测地表下沉和变形,进而对观测资料进行整理,对地表移动和变形参数进行计算,得出了一五一煤矿井下开采后地表的下沉和移动规律,为进一步研究煤矿地表沉陷提供了数据和理论基础。
【关键字】观测站;地表移动和变形:下沉速度;岩移观测;岩移参数0.前言一五一煤矿已开采多年,为掌握矿区地表移动和变形的基本规律,保证地面矿西村村民的生命财产安全,建立了地面岩移观测站。
1.开采条件本矿井位于黑宝山~木耳气煤盆地的西南部,即小兴安岭西南坡,属低山丘陵区,海拔高度在+480. 6m-+379. 4m之间,一般标高在+40Om。
地势北东高,西南低,相对高差为50m左右。
本区溪流属嫩江水系,夏季地表径流通畅,冬季冰封断流,主要河流为泥鳅河,总体流向为南西。
观测区内村庄周围为农田,村庄南部农田受采动影响,局部有轻微的地表沉降现象,夏季有一定的积水,周围山顶有国家三等坐标点,通视良好,有利于设站和控制测点的连接测量工作。
矿体呈北东一南西走向,倾向南,煤层倾角15°~20°,开采106工作面位于F1108正断层下盘附近,地质条件复杂,小构造较发育,煤层赋存条件变化大。
工作面走向长510m,倾斜长108m,采用走向长壁跨落法回采,煤层顶板为灰白色凝灰质细砂岩、含砾中粗砂岩等;底板为浅灰色泥岩、凝灰角砾岩、粗砂岩。
工作面出水水源主要为煤层顶板砂岩水,水文地质条件简单。
2.观测线(点)设计2.1参数选择根据《煤矿测量规程》,确定观测线长度所用的移动角应使用本井田已求得的角值,由于该矿之前无实测数据,故选用临近的地质采矿条件相类似矿区的综合数值。
另外具体限差按《规程》有关条款执行,数据见表12.2观测线位置的选择1061作面回风巷采深Hl为315m,运输巷采深H2为345m,平均采深HO为330m,工作面走向长510m。
矿山地表沉降与变形监测技术研究摘要:随着矿山开采的不断加剧和规模的扩大,矿山地表沉降与变形监测技术的研究变得越发重要。
本论文主要研究了矿山开采活动对地表沉降和变形的影响机理,综述了常用的监测技术及其原理,并介绍了一种基于遥感和地理信息系统(GIS)的监测方法。
通过实地调查和仿真分析,验证了该方法的可行性和有效性。
研究结果表明,该监测方法能够准确、及时地监测矿山地表沉降与变形,并为矿山开采活动的环境保护和安全管理提供了有效的数据依据。
关键词:矿山开采,地表沉降,变形监测,遥感,地理信息系统(GIS)第一章:引言随着矿山资源的逐渐枯竭以及对矿石品位要求的提高,矿区的开采活动不断加剧,矿山开发对地表环境产生的影响也越来越大。
其中,地表沉降与变形是矿区开采活动最常见的一种地表变化形式。
矿山地表沉降与变形的研究对矿山环境保护、安全管理和可持续发展具有重要意义。
本章主要阐述矿山地表沉降与变形的发生机理,说明其对矿区环境的影响,并概述了国内外相关研究的现状与发展趋势。
1.1 矿山地表沉降与变形的机理矿山开采活动对地表沉降与变形的影响主要包括地表破裂、地下空洞、矿物体移动等。
地表破裂是由于矿山开采活动引起地下空洞及矿石的变形而导致地表发生断裂。
地下空洞是由于矿山开采活动引起地下岩层的塌陷和溶解而形成的空腔。
矿物体移动是指在地下开采过程中,矿石体随着开采的进行不断下沉和挤压,最终导致地表发生沉降。
1.2 矿山地表沉降与变形的影响矿山地表沉降与变形对矿区环境产生直接和间接的影响。
直接影响主要包括地表破裂、地下空洞及矿物体移动等,这些现象会给矿区的地质环境和生态环境带来破坏。
间接影响主要表现为地下水位的变化和水质的污染,由于地表沉降和变形会影响地下水系统的稳定性和地下水与地表水的交互作用,导致地下水位下降和水质恶化。
1.3 国内外研究现状与发展趋势国内外关于矿山地表沉降与变形监测技术研究的成果丰富,但仍存在一些问题亟待解决。
小黑河水体下采煤安全性分析通过对赵坡煤矿在12下煤层、14煤层、16煤层、17煤层采煤后顶板岩层破坏性分析、导水裂缝带高度计算、河下采煤安全性评价、采煤后河堤沉陷预计分析、危害分析,并提出了相应安全对策措施,为赵坡煤矿河下安全采煤提供了科学的理论依据,保证了安全生产。
标签:河下采煤安全性分析1 概述2 岩层破坏性分析2.1 赵坡煤矿12下、14、16、17煤层开采后冒落带高度计算2.2 赵坡煤矿12下、14、16、17煤层开采后导水裂缝带高度计算3 水体下开采安全性评价4 水体下开采河堤沉陷预计分析4.1 计算参数选取计算步骤:①首先向计算机输入开采区域位置、范围以及采矿要素即煤层厚度、倾角、采深、方位等;②输入岩移参数、计算格网点、线剖分要求、计算结果数据要求等内容;③运行主体计算程序;④把计算结果作为输入文件,运行相应绘图程序,然后进行叠加;⑤通过外设给出图件。
4.3 煤层开采后河堤沉陷预计分析由表3可见,研究区域内12下+14+16+17煤层全采后小黑河北河堤受影响长度约为903m,最大下沉为3405mm,影响河堤下沉大于500mm的长度约为739m;南河堤受影响长度约为952m,最大下沉为3450mm,影响河堤下沉大于500mm的长度约为794m。
根据上述预计结果,结合现有地表移动观测资料,依据《建筑物、水体、鐵路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》规定,无溢水设施的土坝和堤允许最大水平变形为4.0mm/m,小黑河河下开采后最大水平变形值超出允许范围,如图1所示,预计该区域12下+14+16+17煤层全采将对小黑河河堤造成较大程度的破坏影响,护堤地、堤防、滩地下沉开裂,要及时对堤坝进行维修、加固。
参考文献:[1]徐永圻.煤矿开采学[M].中国矿业大学出版社,2009.[2]建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程[Z].煤炭工业出版社,2000.[3]张荣立.采矿设计手册[M].煤炭工业出版社,2010.[4]煤矿防治水规定[M].煤炭工业出版社,2009.[5]国家安全生产监督管理总局,国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[S],2011.。
采矿工程黄 金GOLD2022年第1期/第43卷采动影响下地表移动变形监测及模拟研究收稿日期:2021-06-07;修回日期:2021-10-30基金项目:北京科技大学中央高校基本科研业务费项目;新疆维吾尔自治区高层次人才引进工程(新党办发〔2012〕16号)作者简介:王 洋(1990—),男,河北安国人,工程师,从事地质勘查、矿山开采工作;新疆维吾尔自治区哈密市伊州区瑞华大厦1705室,哈密红石矿业有限公司,839000;E mail:824158881@qq.com通信作者,E mail:DiWu1218@ustb.edu.cn,18710162586王 洋1,王 硕2,唐志新1,李志勇1,肖 明3,吴 迪4(1.哈密红石矿业有限公司;2.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院;3.沈阳长丰建设评价有限公司新疆分公司;4.北京科技大学土木与资源工程学院)摘要:掌握矿山重大风险灾害总体情况,明确其发展动态,并进行监测分析、预警及预报,对矿山安全监管与减少事故有着重要的现实意义。
以某铁矿开采为工程背景,对地表及河床的移动和变形进行了分析研究,通过建立COMSOL数值模型,分析不同开采进度下地表与河床的位移变化,结合无人机和无人船监测系统的实测数据,在验证模型准确性的同时,分析了地表及河床的变形规律,为矿山安全高效回采提供理论支撑。
关键词:采动影响;地表移动;变形监测;COMSOL数值模拟;无人机与无人船监测系统 中图分类号:TD325 文章编号:1001-1277(2022)01-0048-06文献标志码:Adoi:10.11792/hj20220108引 言矿山在开采矿体的同时也破坏了其原有的力学平衡,使地下岩体在不平衡力的作用下发生了破坏,破坏与变形传播到地表,导致地表发生位移和变形,这种现象被称为开采沉陷[1]。
随着国家对能源需求加大,人们扩大了对各种矿产资源的挖掘,采矿工程带来的一系列不良影响,破坏着人类的生活环境,影响了生态平衡[2]。
小黑河下开采地表移动变形观测及结果
摘要:通过对地表的岩层移动观测,经计算后确定各种参数,为以后河流水体下安全开采提供依据。
关键词:布设走向倾向观测站岩移参数
山东丰源远航煤业赵坡煤矿采区上方有小黑河穿流经过,针对小黑河下开采的特殊性,在小黑河开采影响区域建立了地表移动变形观测站,通过采用先进的野外观测技术,取得了高精度的地表移动变形资料。
主要过程及计算结果如下:
1 地表移动观测站的布设
地表移动观测站地处12312、12313工作面正上方。
该区域地表上有小黑河,地面标高在43.5m左右。
沿小黑河南北河堤各布设一条观测线,在工作面中间沿煤层倾向方向布设一条观测线。
1.1 走向观测线:此次沿小黑河南北河堤各布设一条观测线,每条走向观测线全长1400m。
1.2 倾向观测线:在工作面中部,基本垂直于小黑河南北河堤的位置上布设一条观测线,倾向观测线全长1100m。
1.3 观测线长度的计算。
算走向观测线长度:由开切眼向工作面推进方向,以角值(?啄-?驻?啄)划线与基岩和松散层交接面相交,再从交点以?椎角划线与地表相交于e点。
e点便是不受邻区开采影响的点。
在工作面停采线处,向工作面外侧用(?啄-?驻?啄)角划线与基岩和松散层的交接面相交于一点,再从此交点用?椎角划线与地表相交于f点。
沿ef走向设定垂直于倾斜观测
线的观测线。
稍稍超过交点一段距离得点g,进而将fg确定为走向观测线的工作长度(参见图1)。
计算倾斜观测线长度:在移动盆地倾斜主断面上设定倾斜观测线长度。
先从采区上、下边界分别以(?酌-?驻?酌)和(?茁-?驻?茁)划线与基岩和松散层交接面相交,再从交点以?椎角划线交于地表a、b点,ab就是倾斜观测线的工作长度(参见图2)。
本观测站共设置了135个工作测点,8个控制点。
测区首级平面控制网布设e级gps网。
在测区内布设8个gps点(不包括两个高级控制点),网中联测控制点两个。
2 观测站的处理
为保证地表移动变形观测站测点能够与地表土层的移动同步,12312、12313工作面地表移动变形观测站测点均采用混凝土预浇灌。
3 观测、计算及处理结果
第一,在回采工作面推进一定距离(相当于0.2~0.5h0)
后,在时间间隔较短的情况下进行水准测量两次,以快速锁定测点沉陷趋势,进而知晓地表移动的时间。
第二,开采时,根据地表下沉的速度进行重复测量,采用每隔0.5~3个月观测一次。
12312、12313工作面观测站布设完成后于2010年6月8日至11月5日进行了首期观测,期间共进行了25次水准测量和两次全面观测。
采集后的数据经计算可分析研究12312、12313工作面开采后遗
留在地表的移动盆地的情况(如盆地的规模、形状或各类角值参数);地表移动盆地某断面上的移动和变形分布规律,移动、变形最大值的位置;开采时工作面移动、变形趋势和相应的参数变化情况;地表移动过程中,地表移动速度变化趋势及其与相应开采面之间的关系;地表移动各阶段的持续时间和总的时间跨度;回采开始到地表发生沉陷时的时间等。
首次观测于2010年7月10日观测到地表有沉陷情况。
地表沉陷失去随回采面的持续推进而逐渐显现,最终形成下沉盆地。
据去年10月20日的沉陷观测得知,地表最大下沉值为0.847m。
2010年7月初南北走向线上的z30点开始出现下沉,根据2010年12月6日及2011年4月3日的观测结果分析,近4个月时间地表点z30的下沉量不足1mm,说明各点均趋于稳定,由此可以断定,该地质条件下,由于地下煤层开采造成的地表移动持续时间(及由地表点开始下沉到停止)约10个月,下沉量为11mm。
综观整个沉降过程,未有突变现象。
地表产生塌陷坑,塌陷区内的地面出现积水。
整个下沉盆地形似锅形。
因回采范围受限,地表没有出现平底现象。
这说明煤体开采的采动作用不充分。
为准确获得概率积分模型的各项参数,采用了位移反演理论,通过对实测曲线的拟合,获得了该地质采矿技术条件下适用于概率积分法进行开采引起的地面沉降变形计算的参数为:
开采影响传播系数k=0.6,采动下沉系数q=0.66,水平移动系数b=0.23,下山方向主要影响角正切值tan?茁上=2.1,上山方向主
要影响角正切值tan?茁下=2.1。
结合上述参数数据预测12312、12313采掘面地表观测站每个观测点的移动变形情况,将预测结果比照则实地观测信息进行深入分析。
2012年11月的地表观测点沉陷观测数据与其预计结果相同,曲线拟合精度较高,这表明计算的参数与实际情况相一致。
该地质采矿技术条件下充分采动时的走向边界角为58°57′,倾向上山边界角为60°26′,倾向下山边界角为56°39′。
走向综合移动角为83°43′,倾向上山综合移动角为86°45′,倾向下山综合移动角为80°39′。
对其它如裂缝角、最大下沉角、充分采动角等角值参数,因受未达到充分采动这一条件限制,无法从本次观测资料的整理分析中获得。
①启动距的计算。
根据2010年7月初的观测结果可知,z30点呈现11mm的下沉。
由此得出起动距为40m左右,为采深的0.15倍。
启动距以距离与采深比表示为0.15h。
②超前影响距和超前影响角的计算。
通过分析12312采掘面向前推进时地表移动变形观测信息,在2010年8月初z26下沉为3mm,z27点下沉18mm。
由此计算超前影响距为130m左右。
根据超前影响距和超前影响角的关系,可得超前影响角ω:
式中l——超前影响距;
h0——平均开采深度。
③最大下沉速度滞后距及最大下沉速度滞后角的计算。
由于12312、12313工作面受开采范围的限制,没有达到充分采动或接近
充分采动,故最大下沉速度滞后角无法从观测数据中求取。
但是可以用非充分采动时,最大沉陷速度滞后距和最大下沉速度滞后角用具有最大下沉速度的点与回采工作面的距离和角度来替代。
分析计算监测数据得知,12312、12313工作面开采后,于2010年12月28日的观测值与上期的观测值计算发现,z27号测点具有最大下沉速度,最大下沉速度为15mm/d,此时,12312、12313作业面的推进位置比观测点的水平距离超前35米,也就是说最大沉陷速度滞后距是35m,这个距离是平均开采深度的0.14倍,最大下沉速度滞后角为81°59′。
4 结论
①获得地下开采引起的地表移动变形静态盆地的岩移参数,适用于该地质采矿技术环境下充分采动时的概率积分法的参数计算情
况是:开采影响传播系数k=0.6,采动下沉系数q=0.66,水平移动系数b=0.23,下山方向主要影响角正切值tan?茁上=2.1,上山方向主要影响角正切值tan?茁下=2.1。
该地质采矿技术环境下充分采动时的走向边界角达到58°57′,倾向上、下山的边界角分别是60°26′、56°39′。
走向综合移动角为83°43′,倾向上山综合移动角为86°45′,倾向下山综合移动角为80°39′。
②通过对开采沉陷观测数据的分析与处理,可以获得起动距为
40m左右,为采深的0.15倍。
启动距以距离与采深比表示为0.15h。
超前影响距为130m左右。
回采工作面引起的地表测点的最大下沉
速度为15mm/d,最大下沉速度滞后距是35m,是平均开采深度的0.14倍,最大下沉速度滞后角是81°59′。
③12312、12313工作面开采影响,地表移动变形历时10个月,未有突变现象,地表未产生塌陷坑,也未观测到裂缝。
参考文献:
[1]何国清,杨伦,凌赓娣等.矿山开采沉陷学[m].徐州:中国矿业大学出版社,1991.
[2]曹化平,杨可军等.非规范观测站的岩移参数求取方法研究[j].矿山测量,2009(05).
[3]高荣久,胡振琪,谢宏全,戚家忠.特厚冲积层非主断面观测站岩移参数的求取[j].辽宁工程技术大学学报,2006(03).。